混凝土高整体容器的抗冲击性能研究.pdf

2 0 1 4年第 1 2期 1 2月 混 凝 土 与 水 泥 制 品 CHI NA CONCRETE AND CEMENT PRODUCTS 2 01 4 No 1 2 De c e mb e r 混凝土高整体容器的抗冲击性能研究 吴 浩 ， 姚 燕， 王 玲 ( 中国建筑材料科学研究总院 绿色建筑材料 国家重点实验室。 北京 1 0 0 0 2 4 ) 摘 要 ： 以 纤 维 增 强 为技 术路 线 ， 以冲 击 能 量 吸 收 为评 价 指 标 ， 研 究 了不 同尺 寸 特 征 、 不 同 力 学性 能 的 钢 纤 维 对 混凝土抗冲击性 能的改善 ， 并对混凝土高整体容 器的现 场跌 落性能进行 了验证 。试验 结果表 明， 在试验 室及现 场的 冲击下 ， 钢 纤维增强混凝 土都有较好的整体保持 能力， 可对处置的核 废料起 到很好 的包容效果 关 键 词 ： 高 整 体 容 器 ； 纤 维 增 强 混 凝 土 ： 冲 击 ： 核 废 料 Ab s t r a c t ： Ac c o r d i n g t o fi b e r r e i n f o r c e d t h e o r y a k i n d o f c o n c r e t e h a s b e e n p r e p a r e d wi t h d i f f e r e n t s h a p e a n d s i z e me t a 1 fi b e r s ， a n d i t s i mp a c t r e s i s t a n c e u n d e r l a b a n d f u l l s i z e c o n d i t i o n h a s b e e n e v a l u a t e d b a s e d o n t h e e n e r g y a b s o r p t i o n T h e r e s u l t s s h o w t h a t h i g h i n t e g r i t y c o n t a i n e r ( H I C ) m a d e w i t h s t e e l fi b e r r e i n f o r c e d c o n c r e t e h a s p r e t t y h i g h s h a p e k e e p c a p ac i t y a nd e x c e l l e nt p r o t e c t p e r f o r ma n c e f o r nu c l e a r wa s t e Ke y wor ds ：Hi g h i nt e g r i t y c o n t a i ne r ；F i b e r -r e i nf o r c e d co nc r e t e ；I mp a c t ；Nu c l e a r wa s t e 中图分类号 ： T U 5 2 8 文献标识码 ： A 文章编号 ： 1 0 0 0 4 6 3 7( 2 0 1 4) 1 2 1 6 一 O 3 O前 言 积极开发核能和推进核 电工程建设 是我国能 源 建设 的一项 重 要 政策 。“ 十 二 五 ” 期 间 ， 我 国核 电 _T程建设进入 了一个高速发展期 ， 每年将有 3 5个 核 电站 新开 丁建 设 ，按照 每个 1 0 0万 k W 的核 电机 组每 年将 产生 7 5 m 废料 ， 到 2 0 2 0年 ， 我 国将 拥 有近 2 0 0个核电机组 ， 每年有 1 8万 m 的废料生成 。 大 量 产生 的核 废料 如何 进 行安 全 、 长 久 的处 置 是一 个 重要的技术 、 经济 、 社会问题。因此 ， 对我 国核电建 设 而言 ， 核 废料 固化 技术 至为 关键 。 我 国传 统 的核 废料 固化 技术 往 往 基 于 “ 多 重屏 障” 的原理( 如图 l 所示) ， 利用钢结构 、 混凝土结构 及其复合结构作为“ 缓冲材料” 对核废料 的放射性 革 应 检杏坑 道 水管 内分 隔层 外墙 图 l 我国传统的核废料 处置_丁艺示意图 基 金 项 目 ： 国 家“ 十 二 五 ” 科 技 支撑 计 划 资 助 项 目 ( 2 01 1 B AE2 7 B 0 0) 。 一 1 6一 进 行 屏蔽 。但 这 种 工 艺存 在 处 置单 元过 大 、 无法 进 行安全监控的致命缺陷 ， 而且传统的核废料混凝土 存在着韧性不足和容器盖与容器体之间 “ 冷粘结” 性能薄弱区域。 高 整 体 容 器 技 术 可 以 将 固化 后 的核 废 料 直 接 放 置 在 容 器 中 ， 在 干湿 、 冷 热 、 盐 腐 蚀 、 冲 击 等 环境 条件下安全保存 3 0 0年。该技术可 以简化 多重屏 障， 不用填埋地下 。目前 ， 世界各 国均在研究高整体 容器 ， 而我国尚无安全寿命 3 0 0年的高整体容器技 术 在成套引进核 电技术时 ， 国外均对高整体容器 制作关键技术进行保密l l _ 3 1 。 本文 以纤维 增 强 为技 术 路 线 ， 选择 了不 同类 型 的钢纤维为增强材料 ， 以落锤 冲击下的能量吸收和 跌落冲击下的整体性保持能力为评价指标 ， 研究 了 金属 纤维 对混凝 土 抗 冲击性 能 的改善 。 1 试 验方 案 1 1主要 原 材料 1 1 1 胶 凝材料 水泥 ： P I型水 泥 ， 强 度等 级 不低 于 4 2 5级 ， 其 它性能指标满足 G B 1 7 5 2 0 0 7 ( 通用硅酸盐水泥 标 准的要求 。 矿 渣 粉 ： $ 9 5级 矿 渣 ，其 它 性 能 满 足 G B T 1 8 0 4 6 2 0 0 8 用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣 粉 的要求。 硅灰 ： 性能满足 G B T 1 8 7 3 6 2 0 0 2 高强高性能 混凝土用矿物外加剂 的要求。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m